小米Pegasus：高可用分布式KV存储系统设计揭秘

“小米KV存储系统Pegasus是一款由小米公司自主研发的分布式键值存储系统，旨在提供高可用性、高性能和强一致性。系统设计过程中考虑了多种选择，包括数据视图、系统架构、数据分布方式、实现语言、存储介质以及一致性协议等。” 在大数据和分布式系统领域，小米的Pegasus是一个重要的创新，它主要解决的是大规模结构化数据的存储和访问问题。设计上，Pegasus选择了键值（KV）系统作为基础模型，这使得系统能够更容易实现，并且未来有可能演进为表格系统，以支持更丰富的数据操作。系统架构上，Pegasus采用了去中心化的思路，以提高整体的可用性和扩展性。 在数据分布策略上，Pegasus选择了固定的哈希分片方式，这种方式可以确保数据均匀分布在整个集群中，从而提高读写性能。由于对延迟敏感的在线业务（如广告、支付）对系统的性能有较高要求，因此Pegasus选择了SSD作为主要的存储介质，利用SSD的高速读写能力来提升系统性能。在实现语言上，由于Java存在垃圾回收问题可能影响性能，而C++在性能和风险控制上更有优势，Pegasus最终选择了C++进行开发。 为了进一步优化性能，Pegasus采用了LSMT（Log Structured Merge Tree）的数据结构，这种结构特别适合SSD，并且能保证写入性能。同时，系统针对多核CPU进行了优化，以充分利用硬件资源。此外，Pegasus还考虑了高可用性，通过一致性协议保证数据的一致性。虽然文中没有明确指出具体使用哪种一致性协议，但常见的选择有Paxos和Raft，这些协议能够确保在分布式环境中即使在节点故障的情况下也能保持数据的一致状态。 小米的Pegasus在实际应用中服务于上百个业务，存储数据量达到10PB级别，处理数万亿行数据，每秒千万级别的查询请求，同时保证了高于99.95%的服务可用性。与HBase等传统存储系统相比，Pegasus解决了数据局部性差、层次结构复杂、长时间恢复以及JVM垃圾收集等问题，为小米的业务提供了更加稳定和高效的存储解决方案。 Pegasus是小米在基础架构和分布式系统方面的重要成果，它不仅满足了内部业务对高性能和高可用性的需求，而且展示了在设计分布式存储系统时如何根据具体需求做出权衡和选择，为其他企业和开发者提供了有价值的参考。